環(huán)境污染經(jīng)濟損失及污水處理效率的實證研究

倪殷建

(河海大學商學院，南京 211100)

伴隨著經(jīng)濟高速增長，水土流失、空氣質(zhì)量下降、水體污染、生物種類銳減等一系列的環(huán)境問題不僅影響社會的經(jīng)濟發(fā)展，同時危害人類的生存。作為我國環(huán)境污染最主要來源之一的工業(yè)污染，每年其廢水的排放總量達到全國污水總量的50%以上。工業(yè)化帶來的“三廢”如果得不到有效的處理，將會嚴重破壞生態(tài)環(huán)境［1－4］。本文以工業(yè)污水為切入點，研究其環(huán)境經(jīng)濟損失以及工業(yè)污水處理的效率，以期加深人們的環(huán)境保護意識，提高我國污水處理效率，促進環(huán)境和經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 工業(yè)污水環(huán)境污染經(jīng)濟損失

1.1 工業(yè)污水環(huán)境污染數(shù)據(jù)采集

我國工業(yè)污水的排放占全國污水總排放量的50%以上，其含有的各種重金屬、有毒化學品等嚴重威脅著環(huán)境和人類的生存。不同行業(yè)排放出來的廢水其組成成分相差甚遠，但其主要污染環(huán)境的組成成分是化學需氧量、氨氮量以及重金屬含量。本文從這幾個方面出發(fā)，根據(jù)2003—2013年中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)，通過篩選、處理和整理，得到江蘇省2003—2012年期間的工業(yè)污水環(huán)境污染主要的指標，見表1。

從表1可以看到，隨著中國工業(yè)進程的不斷加快，2003—2005年，江蘇省全省的工業(yè)污水排放量、化學需氧總量以及氨氮總量出現(xiàn)了快速的增長，2005年相對2003年分別增長了20%，20%和40%。隨后相關排放量逐漸平穩(wěn)，在波動中有細微的下降，原因可能是隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，開始增加和加大環(huán)境保護和治理的力度，粗獷式的經(jīng)濟開始往可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟轉型。

表1 2003—2012年江蘇省工業(yè)污水主要環(huán)境污染指標

1.2 工業(yè)污水環(huán)境污染經(jīng)濟損失測算及分析

本文將從整治污染需要的成本來測算其產(chǎn)生的環(huán)境經(jīng)濟損失。根據(jù)葛書龍2008年發(fā)布的關于3種污水深度處理工藝(O3+BAC工藝 、SBR+深度處理、氧化溝+深度處理)的成本費用，包括對于COD、AND以及其他污染物的處理和人工管理費、電費等，污水處理的成本大約為1 200元/m3，考慮深度處理后的再利用價值約為600元/m3，本文對工業(yè)污水的處理費用取加權平均值［4］為480元/m3。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，測算出江蘇省10年來的環(huán)境污染經(jīng)濟損失，見表2及圖1。

從圖1和表2中可以看出:2005年江蘇省的工業(yè)污水環(huán)境損失達到了峰值，隨后平緩下降，并有稍微波動。考慮到改革開放以來江蘇省年均12.5%的GDP增長率，可見江蘇省經(jīng)濟的發(fā)展是建立在犧牲環(huán)境的基礎上的。2005年之后，環(huán)境經(jīng)濟損失基本平穩(wěn)，2010年有稍微的波動，之后有下降的趨勢。說明環(huán)境問題越來越得到社會的重視，治污力度得到加強。

表2 2003—2012年江蘇省工業(yè)污水環(huán)境經(jīng)濟損失測算表 億元

圖1 2003—2012年江蘇省工業(yè)污水環(huán)境經(jīng)濟損失折線

2 工業(yè)污水處理效率分析

2.1 DEA效率評價的C2R模型建立

數(shù)據(jù)包洛分析(data envelopment analysis，DEA)于 1978 年首先由 A.Charnes，W.W.Cooper和 E.Rhodes提出，旨在評價和研究“輸入”和“輸出”以及“規(guī)模效應”的相對有效性，后來這個模型命名為C2R 模型［5－17］。隨后在此基礎上，C2R 模型得到魏權齡等人的完善和補充。

在參照前人研究結果的基礎上，本文采用C2R模型，通過對江蘇省污水處理的投入和產(chǎn)出的研究，評價2003—2012年江蘇省工業(yè)污水的處理規(guī)模有效性及技術的有效性。首先建立DEA效率評價的C2R模型:

2003—2012年每年為1個DMU(即n=10)。通過模型(N)可以研究分析第j個DMU的有效性。通過比對其他DMU數(shù)據(jù)，在保證產(chǎn)出大于或等于第j個DUM基礎上，當減少DMU的投入時評價投入的效率，反之則評價產(chǎn)出的效率。

在上述的模型基礎上，將松弛變量及非阿基米德無窮小代入，等價的模型可以變形為:

其中:α－和α+的含義是松弛向量及剩余變量;ε表示非阿基米德無窮小。

在模型(M)中:當θ=1時，說明第i個DMU的技術和規(guī)模效應都有效，即在這種情況投入和產(chǎn)出達到了最有效的組合;當θ為其他值時，則表明該DMU是非DEA有效的，即其規(guī)模效應或者技術效應不高或者兩者均存在問題。

針對以上2個模型，本文利用DEAP2.1的軟件來進行過程運算及結果的輸出。

2.2 數(shù)據(jù)選取和采集

選取江蘇省2003—2012年的工業(yè)污水處理相關數(shù)據(jù)作為10個決策單元(decision making unite，DMU)。根據(jù)工業(yè)污水處理的機理，江蘇省工業(yè)污水處理的投入量選擇2個指標:一是工業(yè)廢水治理的設施年運行所需資金;二是工業(yè)廢水處理的設施數(shù)量，同時選擇每天工業(yè)廢水治理設施的處理能力作為產(chǎn)出量。通過對《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》(2003—2013年)相關數(shù)據(jù)的搜集和處理，得出2003—2012年江蘇省工業(yè)污水處理投入產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)，見表3。

2.3 DEAP 結果輸出

通過對上述10個決策單元、1個輸出量以及2個輸入量的DEAP軟件分析，得到如表4所示的結果。表4中輸出數(shù)據(jù)分別為crste(綜合技術效率)、vrste(純技術效率)以及scale(規(guī)模效率)。其中crste=vrste×scale。綜合的技術效率是指一定規(guī)模效益下，要素投入產(chǎn)出效率;純技術效率，顧名思義是關注投入要素技術和管理層面對產(chǎn)出效率的影響;規(guī)模效率關注的是企業(yè)規(guī)模產(chǎn)生的效益對要素產(chǎn)出的效率影響。

表3 2003—2012年江蘇省工業(yè)廢水處理數(shù)據(jù)表

表4 江蘇省工業(yè)污水的處理效率DEAP輸出數(shù)據(jù)

通過表4可以看到:DMU2、DMU9綜合技術效率、純技術效率和規(guī)模效率均為1，DMU1純技術效率為1，即說明DMU2和DMU9是綜合的技術效率有效的，DMU1是單單技術效率有效的，其余均為非有效的。但是10個DMU的相對效率有效性趨于平緩，并有一定上升趨勢。

觀察 Output和 Input1，Input2，Output=0 和Input1=0說明在江蘇省現(xiàn)有的工業(yè)污水處理設施建設規(guī)模下，對于工業(yè)污水處理的產(chǎn)出效率沒有冗余，即都是有效的。但是 Input2出現(xiàn)2004—2009年度的冗余，說明這些年份的污水處理設施的資金投入效率不高，在當年技術水平一定的前提下，資金的投入過多。

2.4 結果分析

1)工業(yè)污水處理相對的效率分析

從DEAP輸出結果可見:2003—2012年，江蘇省只有2004年和2011年的工業(yè)污水處理效率是有效的，2003年工業(yè)污水處理技術效率有效，其他年份DEA是無效的。但是2003年以來江蘇省工業(yè)污水處理相對效率趨于平穩(wěn)，且有一些上升的趨勢。近年來，江蘇省在發(fā)展經(jīng)濟的同時加大了環(huán)境保護和治理的力度，經(jīng)濟發(fā)展模式在逐步轉型，且取得了良好的效果。在 GDP保持年均12.5%的增速的前提下，省內(nèi)工業(yè)污水的處理效率有一定的提升。

2)技術效率和規(guī)模效率分析

分析江蘇省DEA無效年份，可以看到2003、2005和2006年規(guī)模效率較低，而其他年份的規(guī)模效率都0.9以上，說明近年來，江蘇省工業(yè)污水處理設施的規(guī)模已達到比較理想的狀態(tài)，接近最佳規(guī)模效益。而綜合技術效率無效的原因主要來自于純技術效率，在資源投入和規(guī)模效益一定的情況下，省內(nèi)的工業(yè)污水處理管理和技術水平有待提高。

3)投入和產(chǎn)出要素分析

通過分析上表中的投入和產(chǎn)出的要素，2004—2009年江蘇省的工業(yè)廢水治理設施的年運行費用投資出現(xiàn)冗余，說明在當前的管理和技術水平，以及產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應下，投資是過多的，沒有產(chǎn)生相應的產(chǎn)出，相關部門可以考慮縮減資金投入，提高資金利用效率。

3 結論

1)通過研究國內(nèi)外相關文獻，并結合江蘇省工業(yè)污水環(huán)境污染的實際情況，對2004—2013年中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)進行篩選、整理和處理，得出了2003—2012年的江蘇省工業(yè)污水污染環(huán)境的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)相關工業(yè)污水處理的成本，核算工業(yè)污水帶來的環(huán)境經(jīng)濟損失，得出2003—2012年，江蘇省工業(yè)污水環(huán)境經(jīng)濟損失分別為1.2，1.3，1.4，1.4，1.3，1.2，1.2，1.3，1.2 和 1.1千億元(包括了直接排放入海的工業(yè)廢水)，2003—2005年經(jīng)濟損失保持了約10%的增長率，之后江蘇省工業(yè)污水的環(huán)境經(jīng)濟損失雖然有微小的波動，但保持了一定的平穩(wěn)和下降的趨勢。

2)通過C2R模型的建立，實證分析了江蘇省2003—2012年這十年以來工業(yè)污水處理效率，結果表明:除了2004年及2011年工業(yè)污水的處理效率是有效的，其他年度都存在一些問題;江蘇省工業(yè)污水處理設施的建設已具規(guī)模，且接近最佳規(guī)模效益，但在管理和技術水平上有待提高;江蘇省工業(yè)污水總體處理效率近年來仍處于平穩(wěn)上升的趨勢。

3)綜合分析江蘇省近十年來的工業(yè)污水環(huán)境經(jīng)濟損失和污水處理效率的水平可以看到，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境的治理越來越困難。雖然江蘇省通過加大各種治污力度，不斷提高治污的效率，并控制了工業(yè)污水污染物的環(huán)境經(jīng)濟損失，但是從長遠來看，省內(nèi)的投入和管理以及技術水平還不匹配經(jīng)濟的發(fā)展，沒有有效地發(fā)揮治污投資的效率，勢必對未來江蘇省的經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生不良的影響。

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